Космические лучи в атмосфере Земли

КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ В АТМОСФЕРЕ ЗЕМЛИ [c.1178]

В подземных детекторах, регистрирующих нейтрино, рожденные космическими лучами в атмосфере Земли, измеренная величина отношения оказалась меньше, чем должно бы быть, если не происходит пре- [c.167]

Космические лучи (КЛ) — элементарные частицы и атомные ядра высоких энергий космического происхождения. К космическим лучам также относят частицы, рожденные в атмосфере Земли первичными КЛ в результате взаимодействий с ядрами атомов воздуха. Наблюдаются КЛ с энергиями на одну частицу от 10 до 102 эВ. [c.1173]

РАДИАЦИОННЫЙ ПОЯС — область околоземного (околопланетного) пространства с интенсивными потоками энергичных заряж. частиц. Р. п. Земли открыт в 1958 в результате полётов первых ИСЗ. Детекторы заряж. частиц, регистрировавшие поток космических лучей вне атмосферы, обнаружили, что потоки электронов и протонов с анергиями от веек, десятков кэВ до сотен МэВ на неск. порядков превышают фоновый поток космич. лучей в окрестности Земли. Позже в Р. п. Земли обнаружены -частицы, ионы кислорода и тяжёлые ионы. [c.208]

При прохождении солнечных лучей через атмосферу Земли часть излучения рассеивается и поглощается молекулами озона, воздуха и водяного пара, а также частицами пыли — это приводит к ослаблению прямого солнечного излучения и появлению диффузного (рассеянного) излучения. Часть энергии, поглощенной и рассеянной газовыми частицами, возвращается обратно в космическое пространство, а основной ее поток достигает поверхности Земли в виде рассеянного (диффузного) излучения. Доля рассеянного (диффузного) излучения в [c.11]

С помощью высотных аэростатов осуществляются многочисленные научные исследования. Развитие техники аэростатных исследований связано с оперативностью проведения научных работ и их сравнительно небольшой стоимостью. Круг научных задач, решаемых при этом, очень широк физика Солнца и межпланетной среды, у-астрономия и другие астрофизические исследования, физика космических лучей, процессы в атмосфере Земли и др. [c.41]

Энергия космических лучей достаточна для того, чтобы, взаимодействуя с атмосферой Земли, вызывать возникновение вторичных частиц, в том числе электронов и мезонов. Хотя под действием космических лучей в материалах могут возникнуть повреждения, их влияние в настоящее время считают пренебрежимо малым [4]. [c.279]

В естественных условиях могут встречаться и некоторые сравнительно быстро распадающиеся радиоактивные ядра. Очевидно, что такие ядра могут постоянно существовать в заметных количествах только при наличии в природе процессов, восполняющих убыль этих ядер за счет их распада. Имеются два механизма таких процессов. Во-первых, короткоживущие изотопы могут возникать при распаде долгоживущих. Так, уже упомянутые нами изотопы урана, распадаясь, переходят в новые радиоактивные изотопы, времена жизни которых уже невелики. Другим постоянно действующим природным источником возникновения радиоактивных ядер служат ядерные реакции, вызываемые космическими лучами — потоками микрочастиц, падающих на Землю из космоса (гл. XII, 3, п. 8). В частности, наличие в земной атмосфере радиоактивного изотопа углерода обусловлено реакциями, вызываемыми космическими лучами. [c.208]

Спутник был оборудован радиотелеметрической аппаратурой, радиоаппаратурой для измерения координат траектории полета и аппаратурой для терморегулирования атмосферы во внутреннем пространстве корпуса. Кроме того, в нем помещались приборы для измерения интенсивности первичного космического излучения, регистрации ядер тяжелых элементов в космических лучах и регистрации ударов микрометеоров, для измерения давления, ионного состава атмосферы, концентрации положительных ионов, измерения напряженности электростатического и магнитного полей и интенсивности корпускулярного излучения Солнца. Многоканальная радиотелеметрическая система была снабжена запоминающим устройством, позволившим записывать данные научных наблюдений на всей траектории спутника и передавать их по команде с Земли только на участках, проходящих над территорией Советского Союза. Для энергопитания аппаратуры и приборов имелись электрохимические батареи и полупроводниковая солнечная батарея, хорошо зарекомендовавшая себя в эксплуатации. [c.426]

Причина того, что столь малая газовая примесь к атмосферному воздуху оказывает непомерно сильное влияние на тепловой баланс Земли, а следовательно, и на глобальный климат, заключается в свойстве СО2 поглощать инфракрасные лучи. Земная поверхность и атмосфера постоянно испускают инфракрасное излучение, часть которого проникает сквозь воздушную оболочку и уходит в космическое пространство. Поступающий в атмосферу СО2 задерживает часть этого излучения и отражает обратно вниз, тем самым нагревая околоземные слои воздуха. [c.31]

Космическими лучами принято называть совокупность потоков атомных ядер высокой энергии, в основном протонов, падающих на Землю из мирового пространства, и образуемое ими в земной атмосфере вторичное излучение, в котором встречаются все известные в настоящее время элементарные частицы. [c.279]

В 1910—1925 гг. различными опытами на воздушных шарах и под землей было показано, что причиной этого является некоторое сильно проникающее излучение, которое зарождается где-то вне Земли и интенсивность которого падает по мере проникновения его в атмосферу. Оно и вызывает ионизацию воздуха в ионизационной камере и связанную с этим разрядку электроскопов. Милли-кен назвал этот поток излучения космическими лучами. [c.279]

Использование При изучении космических лучей ракет и искусственных спутников привело к новым открытиям — обнаружению радиационных поясов Земли. Возможность исследовать первичные космическое излучение за пределами земной атмосферы и создало новые методы изучения галактического и межгалактического пространства. Таким образом, исследования космических лучей, перейдя из области геофизики в область ядерной физики и физики элементарных частиц, сейчас теснейшим образом объединяют изучение строения микромира с проблемами астрофизики. [c.280]

За последние 20 лет, наблюдалось несколько больших вспышек интенсивности. Так, большая вспышка произошла в феврале 1956 г., когда в некоторых пунктах на земле было зарегистрировано увеличение интенсивности космических лучей более чем в два раза, а на границе атмосферы — в сотни раз. Одновременно астрономами наблюдалась большая оптическая локальная вспышка на Солнце, которая и привела к увеличению интенсивности космических лучей. Корреляция таких вспышек показывает, что на Солнце или вблизи Солнца могут генерироваться частицы с энергией в несколько миллиардов электрон-вольт, достаточной для проникновения сквозь всю земную атмосферу. [c.289]

Среди опытов, доказавших их внеземное происхождение, отметим проведенное позднее с помощью ионизационных камер исследование зависимости интенсивности космических лучей от широты места наблюдения. Оказалось, что вблизи экватора интенсивность космического излучения меньше, чем в полярной области. Различие составляет около 10 % на уровне моря и возрастает нри измерениях на высоте. Это явление, названное широтным эффектом, свидетельствует об отклонении первичного космического излучения магнитным нолем Земли за пределами земной атмосферы и, следовательно, о том, что это излучение приходит из мирового пространства и содержит значительную долю заряженных частиц. [c.22]

Исследование космических лучей за пределами атмосферы в их чистом , неизмененном виде — такова одна из интереснейших научных проблем, решить которую помогут уже первые спутники Земли. [c.48]

I Исследования последних лет [47] показали, что космические лучи (несолнечного происхождения), глубоко проникая в толщу атмосферы Земли, играют существенную роль в образовании наиболее низких ионизированных слоев атмосферы. [c.195]

При распространении земных волн имеют дело с пологими лучами, скользящими вдоль поверхности Земли, и, как следует из изложенного в параграфе 3.3, влияние атмосферной рефракции проявляется в искривлении траектории луча. В частности, при наиболее часто встречающейся нормальной рефракции радиоволны распространяются по обращенным выпуклостью вверх круговым траекториям радиусом 25000 км, В системах космической связи (как при передаче информации на космические корабли или станции, так и при работе спутников связи) радиоволны проходят сквозь всю толщу атмосферы, притом не только под пологими, но под произвольными углами скольжения, вплоть до 90°. [c.326]

Проникающая способность мюонов. М. высокой энергии тормозятся в в-ве за счёт эл.-магн. вз-ствия с эл-нами и ядрами в-ва. До энергии 10 —10 2 эВ М. теряют энергию в осн. на ионизацию атомов среды, а при более высоких энергиях становятся существенными потери энергии за счёт рождения электрон-позитронных пар, испускания у-квантов тормозного излучения и расщепления ат. ядер. Т. к. масса М. много больше массы эл-на, то потери энергии быстрых М. ла процессы тормозного излучения и рождения пар значительно меньше, чем потери энергии быстрых эл-нов (на тормозное излучение) или у-квантов (на рождение пар е+е ). Эти факторы обусловливают высокую проникающую способность М. как по сравнению с адронами, так и по сравнению с эл-нами и у-квантами. В результате М. косм, лучей не только легко проникают через атмосферу Земли, но и углубляются (в зависимости от их энергии) на значит, расстояния в грунт. В подземных экспериментах М. космических лучей с энергией 10 — 10 эВ регистрируются на глубине нескольких км. [c.442]

Происхождение захваченных ч-ц с энергией, значительно превышающей среднюю энергию теплового движения атомов и молекул атмосферы, связывают с действием неск. физ. механизмов распадом нейтронов, созданных космическими лучами в атмосфере Земли (образующиеся при этом протоны пополняют внутр. Р. п. 3.) накачкой ч-ц в пояса во время геомагн. возмущений (магн. бурь), к-рая в первую очередь обусловливает существование эл-нов внутр. пояса ускорением и медленным переносом ч-ц солнечного происхождения из внеш. во внутр. области магнитосферы (так пополняются эл-ны внеш. пояса и пояс протонов малых энергпй). Проникновение ч-ц солнечного ветра в Р. п. 3. возможно через особые точки магнитосферы (т. н. дневные полярные каспы рис. 4), а также через т. н. нейтральный слой в хвосте магнитосферы (с её ночной стороны). В области дневных каспов и в нейтральном слое хвоста геомагн. поле резко ослаблено и не явл. существенным препятствием для заряж. ч-ц межпланетной плазмы. Частично Р. п. 3. появляются также за счёт захвата [c.605]

Из захваченного состояния частицы выходят вследствие разл. флуктуаций, к-рым подвержено магн. поле Земли магнитные бури и др. возмущения, ириводящие к нарушению первого инварианта движения и сбросу частиц в атмосферу Земли. Частицы с очень большим ларморовским радиусом имеют повышенную вероятность столкнуться с частицами атмосферы (ионосферы) Земли и также покинуть Г. л. Пополнение частиц ра-диац. поясов происходит как за счёг пост, захвата продуктов распада нейтронов (электронов, протонов), образованных космическими лучами в верх, атмосфере Земли, так и частиц солнечного ветра и ионосферы с последующим их ускорепием при разл. возмущениях магн. поля. [c.437]

Кроме обьпгных условий ионизации, во время солнечных вспышек вснлеск рентг. излучения вызывает внезапное возмущение в ниж. части И. Через неск. часов после солнечных вспышек в атмосферу Земли проникают также солнечные космические лучи, к-рые вызывают иовыш. ионизацию на высотах 50—100 км. [c.213]

Именно такой количественный, хотя и косвенный, масштаб солнечной активности в прошлом дает нам модуляция солнечного цикла приходящими на Землю галактическими космическими лучами. В результате исследований за последние 40 лет [10] был получен обширный материал об антикорреляции между солнечной активностью и потоком космических лучей, хотя детальные механизмы, вызывающие модуляцию, мало понятны [И]. Галактические космические лучи, падающие в верхние слои атмосферы, порождают очень много разных радиоактивных изотопов. Многие из этих продуктов расщепления весьма редко встречаются в земной коре и в нижних слоях атмосферы, так что, находя их в повышенных концентрациях, мы можем быть уверены, что они порождены космическими лучами в верхних слоях. [c.216]

Рассуждения Либби основывались на следующих природных явлениях. В атмосфере Земли под воздействием космических лучей образуются нейтроны (нейтральные частицы) нестабильные в свободном состоянии. Нейтроны тут же поглощаются атомами азота, при этом рождаются радиоактивные изотопы углерода С-14. Поэтому углекислый газ атмосферы содержит не только стабильные изотопы углерода С-12, С-13, но и (в малом количестве) нестабильные изотопы С-14. Углекислый газ усваивается растениями, а через них — животными. Человек, например, вместе с пищей ежедневно получает порцию С-14, соответствующую примерно 6700 расп./мин. [c.131]

СОЛНЕЧНЫЙ ВЕТЕР. В Солнечной системе постоянно дует излучаемый Солнцем ветер. Мимо Земли он проносится со скоростью около 400 км/с и уходит дальше в межпланетное пространство. На своем пути он сметает газы, выделяемые планетами и кометами, мелкие частички метеоритной пыли и даже космические лучи. Солнечный ветер пополняет верхнюю область радиадионных поясов Земли, способствует образованию поляр> Еых сияний в атмосфере Земли и магнитных бурь. Не последнюю роль он играет и в формировании погоды на земном шаре. [c.32]

КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧЙ, поток элем, ч-ц высокой энергии, преим. протонов, приходящих на Землю прибл. изотропно со всех направлений косм, пр-ва, а также рождённое ими в атмосфере Земли в результате вз-ствия с ат. ядрами воздуха вторичное излучение, в к-ром встречаются практически все известные элем. ч-цы. Среди первичных К. л. различают высокоэнергичные (вплоть до 10 эВ) галактические К.л. (ГКЛ), приходящие к Земле извне Солн. системы, исолнечные К.л. (СКЛ) умеренных энергий (<10 эВ), связанные с активностью Солнца. [c.313]

На границе земной атмосферы на высоких широтах в период минимума солнечной активности поток первичной компоненты космических лучей составляет (0,7 — 1,0) част см" сек. С приближением к максимуму солнечной активности этот поток уменьшается в несколько раз. Поток заряженных частиц на уровне моря в среднем составляет 1,75-10 част1см -сек. Общая энергия, приносимая частицами космических лучей на Землю (— 1,5-10 кет), невелика и сравнима с энергией видимого света звезд, поступающего на Землю, а плотность их энергии составляет 1 эз/см и примерно того же порядка, что и для других видов энергии в Галактике. [c.73]

В естественных условиях происходит слабая активация некоторых изотопов вторичными нейтронами от космических лучей. Этот процесс наиболее интенсивен на границе тропосферы и атмосферы. Важнейшей из реакций активации является образование радиоуглерода из азота 7N (n, р)вС. Этот углерод окисляется, превращаясь в радиоактивный углекислый газ, который через 10—15 лет полностью перемешивается с основной массой углекислого газа атмосферы. Через углекислый газ радиоуглерод попадает в растения, а оттуда — в живые организмы. Период полураспада радиоуглерода равен 5700 годам. Если считать, что поток космических лучей примерно постоянен во времени, то во всех органических тканях образуется строго постоянная равновесная концентрация изотопа g соответствующая примерно 15 распадам в минуту на один грамм углерода органического происхождения. Но эта равновесная концентрация начинает падать, как только прекращается обмен веществ. На этом основан разработанный В. Либби метод датировки различных археологических предметов органического происхождения. Чем меньше концентрация радиоуглерода, тем больше возраст предмета. Метод Либби позволяет определять возраст предметов, пролежавших в земле от 1000 до 50 ООО лет, с точностью до 100 лет. Результаты измерений возраста ряда египетских древностей оказались в хорошем согласии с достаточно надежными летописными данными. Это не только подтвердило надежность методики, но дало возможность сделать заключение о постоянстве потока космических лучей за последние 5000 лет. С помощью радиоуглерода удалось установить много интересных дат. В частности, оказалось, что в Северной и Южной Америке, а также в Англии человек появился 10 400 лет назад, т. е. сразу же после последнего ледникового периода. [c.689]

Продолжая выполнение программы космических исследований, советские исследовательские организации приступили с 1962 г. к систематическому запуску искусственных спутников Земли серии Космос , снабжаемых измерительно-информационной аппаратурой для регистрации корпускулярных потоков и частиц малых знергий, изучения энергетического состава радиационных поясов и магнитного поля Земли, исследования космических лучей, верхних слоев атмосферы, образования и распределения облачных систем в атмосфере и пр. Помимо получения научной информации на них проводилась отработка оборудования и проверка новых источников энергии для бортовых приборов и аппаратов — радиоизотопных генераторов (см. третью главу второго раздела настоящей книги) и квантового генератора, разработанного под руководством лауреата Ленинской и Нобелевской премий акад. Н. Г. Басова и проф. М. И. Борисенко. Первый спутник серии Космос вышел на орбиту 16 марта 1962 г. К концу июля 1966 г. общее число спутников зтой серии достигло 122. На одном из них ( Космос-110 ), выведенном на эллиптическую орбиту с апогеем 900 км, в течение 22 суток находились подопытные животные (собаки Ветерок и Уголек) проведенный при этом обширный комплекс медико-биологических исследований и последующие наблюдения за состоянием животных после приземления спутника обусловили получение уникальных сведений о реакции организма на длительное пребывание в космическом пространстве при значительном удалении от поверхности Земли. К концу июля 1967 г. число спутников Космос , выведенных на околоземные орбиты, составляло 170, к началу ноября 1968г. их стало 251. [c.427]

На основе результатов расчета, приведенных в предыдущем разделе, можно прийти к заключению, что расщепление тяжелых ядер происходит самопроизвольно, освобождая при этом значительное количество энергии. К счастью, природа позаботилась о своеобразном предохранителе против подобного явления, иначе мы бы обнаружили, что все элементы с Л > 100, к которым принадлежат такие хорошо известные нам вещества, как серебро и олово, находятся в процессе постоянного самопроизвольного деления. Можно представить, к каким бы катастрофическим результатам это могло привести Однако существует некоторое обстоятельство, затрудняющее всеобщее самопроизвольное деление элементов. Оказывается, для того чтобы тяжелое ядро могло начать делиться, требуется некоторая затравочная энергия, которая называется критической, или энергией активации. Для ядер с Л < 210 величина этой энергии очень велика, и она может быть обеспечена лишь при специальных условиях, папртгаер при бомбардировке нейтронами или другими элементарными частицами, имеющими энергию более 50 МэВ. Такие частицы высокой энергии есть в космических лучах, которые постоянно падают во внешний слой атмосферы Земли из космтеского пространства. И действительно, как было доказано экспериментально, эти частицы при столкновении с ядрами химических элементов могут вызвать их деление. Но это исключительно редкое явление и касается лишь отдельных ядер. В частности, для его обнаружения требуются специальные приборы. [c.43]

М. высокой энергии тормозятся в веществе за счёт эл.-магн. взаимодействия с электронами и ядрами вещества. До энергий 10 —10 аВ М. теряют энергию в осн. на ионизацию атомов среды [прибл. 2МэВ/(г/си ) вещества, напр. 1,5 ГэВ на 1ум пути, проходимого в железе], Ср. пробег М, в этой-областн растёт пропорционально их энергии, а их угл. отклонение определяется многократным кулоновским рассеянием на ядрах вещества. Т. к. т , вероятность потери энергии М. в результате тормозного излучения или рождения пар е+е значительно меньше, чем для электронов (указанные процессы, а также расщепление атомных ядер начинают играть доминирующую роль при анергиях М. выше 10 эВ, ограничивая дальнейший линейный рост длины пробега М. в веществе с увеличением энергии). Эти факторы вместе с отсутствием у М. сильного взаимодействия обусловливают высокую проникающую способность М. как по сравнению с адронами, так и по сравнению с электронами и у-квантами. В результате М. космич. лучей не только легко проникают через атмосферу Земли,, но и углубляются в грунт на значит, расстояния (в зависимости от их энергии). В подземных экспериментах М. космических лучей с энергией больше lOi эВ регистрируются на глубине неск. км. [c.233]

В орбитальном полете для измерения углов тангажа, и Kjpena используют инф>рак,расную вертикаль (ИКВ). В основу принципа действия ИКВ положено явление теплового конт раста между излучением Земли, окруженной атмосферой, и космическим пространством [1]. Основными узлами ИКВ являются вращающееся (сканирующее зеркало 1 (рис. 1.17), параболическое зеркало 2 и приемник инф,рак1расного. излучения 3. Зеркало 1 воспринимает инфракрасные лучи, которые излучает Земля и атмосфера в космическое пространство, и отражает их на параболическое зеркало 2, фокусирущее их на приемнике 3. [c.22]

В исследовании состава первичных космических лучей важную роль сыграли ядерные фотоэмульсии, поднятые на шарах-зондах до высоты около 30 км. С созданием искусственных спутников Земли первичную компоненту стали изучать уже за пределами земпой атмосферы, используя довольно сложные установки. [c.42]

Открытие электронпо-ядерных ливней позволило попять общую схему процессов, происходящих в космических лучах, и определяющую роль в них ядерных взаимодействий высоких энергий. Первичные частицы образуют в верхних слоях атмосферы электронно-ядерные ливни (при этом опи теряют в одном акте взаимодействия лишь часть своей энергии, сохраняя способность создавать последовательно еще некоторое количество таких Ливией). Заряженные тг-мезоны, рожденные в этих процессах, либо создают вторичные электронпо-ядерные ливни, участвуя в образовании каскада ядерных взаимодействий высоких энергий, либо распадаются, создавая мюоны, т. е. частицы жесткой компоненты, а также нейтрино, тг -мезоны, распадаясь, дают начало электронно-фотонным каскадам, образующим мягкую компоненту. Вблизи уровня моря ядерные каскады практически иссякают, а энергия и интенсивность электронно-фотонной компоненты значительно ослабевают. В то же время мюопы проникают в глубь земли (или воды) на много метров, а нейтрино проходят сквозь всю толщу земного шара, почти не поглощаясь. [c.45]

Космические лучи — поток частиц высокой энергии, в основном протонов, падающих на Землю из космического пространства (первичное излучение), а также поток вторичных частиц, рожденных при столкновении первичных частиц с веществом атмосферы. До создания ускорителей космические лучи были едипствеппым источником частиц высокой энергии. [c.259]

Уникальная нейтринная обсерватория построена в СССР в Баксанском ущелье для изучения свойств нейтрино, идущих из атмосферы и от Солнца. Методы Понтекорво реализуются здесь в главном приборе обсерватории — Баксанском нейтринном телескопе. Это единственный телескоп, расположенный под землей. Заслоняющая его сверху от Вселенной и ее космических лучей гора Андырчи выполняет роль ночи, а роль человеческих глаз здесь играют тысячи заполненных сцинтиллятором цилиндров — детекторов нейтринных частиц. Под действием проходящих сквозь гору нейтрино сцинтиллятор светится, вспышки регистрируются фотоумножителями и в виде электрических сигналов — импульсов кода — отправляются на обработку в ЭВМ. [c.143]

Космическое излучение принято делить на первичное и вторичное. Первичными космическими лучами называется поток частиц высокой энергии, приходящих в район Земли из мирового пространства. Первичное космическое излучение состоит, главным образом, из протонов (больше 90%), энергия которых достигает 10 —Ю эВ, а-частиц (около 7%>), ядер с Z=6-ь8 (около 1%), более тяжелых ядер, включая уран (10 %), электронов и позитронов (около 1%), уквантов (около 10 2%). Такой состав первичное излучение имеет на границе атмосферы Земли. При попадании первичного излучения в атмосферу в результате его взаимодействия с атомными ядрами образуется вторичное космическое излучение. [c.135]

Межпланетное пространство пронизывается множеством стремительно летящих мельчайших частиц, которые образуют так называемые космические лучи. Взаимодействуя с атмосферой, космические лучи порождают новые частицы, ливнем обрушивающиеся на Землю. В космических лучах обнаружены протоны, электроньь, а также мезоны — частицЫ с массой, промежуточной между массой протона и электрона. Обладая массой в 200 раз большей, чем масса электронов, мезоны бывают как положительными и отрицательными, так и нейтральными. Удивительна скорость движения мезонов — она сравнима со скоростью света. [c.48]

Но ведь из космоса не проложишь трубу до Земли. А она и не потребуется. В условиях космического вакуума энергия СВЧ-лучей будет распространяться практически без рассеяния и потерь. В атмосфере под действием СВЧ-излучения возникает узкий канал, образованный ионизированными молекулами газа. По этому каналу энергия в форме электромагнитного излучения будет беспрепятственно передаваться на десятки тысяч километров от СКЭС к потребителям на Земле. На ее поверхности чаша приемной антенны диаметром в несколько километров примет СВЧ-излучение, которое затем будет преобразовано в обычный переменный или постоянный ток и поступит в электрическую сеть. [c.129]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...